Вчені стверджують, що вода Землі стрімко втрачає кисень

Запаси розчиненого кисню у водоймах по всьому світу стрімко зменшуються, і вчені стверджують, що це один з найбільших ризиків для системи життєзабезпечення Землі.

Так само як атмосферний кисень є життєво важливим для тварин, розчинений кисень (DO) у воді необхідний для здорових водних екосистем, як прісноводних, так і морських. Оскільки мільярди людей покладаються на морські та прісноводні біотопи як на джерело їжі та доходу, кисень у цих екосистемах суттєво та стрімко зменшується.

Група вчених пропонує додати деоксигенацію води до переліку «планетарних меж», який у своїй останній формі описує дев’ять областей, що встановлюють порогові значення, «в межах яких людство може продовжувати розвиватися і процвітати протягом наступних поколінь».

Наразі планетарними межами є зміна клімату, підкислення океану, виснаження стратосферного озону, втручання в глобальні цикли фосфору та азоту, темпи втрати біорізноманіття, глобальне використання прісної води, зміна земельних систем, аерозольне навантаження та хімічне забруднення.

Команда під керівництвом прісноводного еколога Кевіна Роуза з Політехнічного інституту Ренсселера в США стурбована тим, що цей список не враховує одну з найважливіших меж Землі.

«Спостережувана деоксигенація прісноводних і морських екосистем Землі являє собою додатковий планетарний граничний процес, — пишуть автори, — який має вирішальне значення для цілісності екологічних і соціальних систем Землі, а також регулює і реагує на поточні зміни в інших планетарних граничних процесах.

«Відповідні критичні порогові значення кисню наближаються зі швидкістю, порівнянною з іншими планетарними граничними процесами».

Концентрація розчиненого кисню у воді падає з ряду причин. Наприклад, тепліші води не можуть утримувати стільки розчиненого кисню, а оскільки викиди парникових газів продовжують підвищувати температуру повітря і води вище середніх багаторічних значень, поверхневі води стають менш здатними утримувати цей життєво важливий елемент.

Розчинений кисень також може бути вичерпаний водними організмами швидше, ніж його поповнюють виробники екосистеми. Цвітіння водоростей і бактеріальні буми, спровоковані припливом органічних речовин і поживних речовин у вигляді сільськогосподарських і побутових добрив, стічних вод і промислових відходів, швидко поглинають наявний розчинений кисень.

У найгірших випадках кисню стає настільки мало, що мікроби задихаються і гинуть, часто забираючи з собою більші види. Популяції мікробів, які не залежать від кисню, харчуються відмерлим органічним матеріалом, розростаючись до щільності, яка зменшує світло і обмежує фотосинтез, втягуючи всю водойму в порочне, задушливе коло, що називається евтрофікацією.

Деоксигенація води також зумовлена збільшенням різниці густини між шарами водної товщі. Це збільшення можна пояснити тим, що поверхневі води прогріваються швидше, ніж глибинні, а танення льоду зменшує поверхневу солоність океану.

Чим чіткіше визначені ці шари, тим менше руху відбувається між цими шарами водної товщі, на які спираються вертикальні шари підводного життя. Ці коливання щільності сприяють переміщенню насичених киснем поверхневих вод у глибину, а без цього температурного вантажу вентиляція на менших глибинах водного середовища зупиняється.

Все це завдає шкоди водним екосистемам, багато з яких є джерелом їжі, води, доходу та добробуту для багатьох наших видів.

Автори доповіді закликають до узгоджених глобальних зусиль з моніторингу та дослідження деоксигенації «блакитних» частин нашої планети, а також до політичних зусиль, спрямованих на запобігання швидкій деоксигенації та пов’язаних з нею викликів, з якими ми вже починаємо стикатися.

«Скорочення викидів парникових газів, стоку поживних речовин і надходження органічного вуглецю (наприклад, неочищених стічних вод) сповільнить або потенційно зупинить деоксигенацію», — пишуть вони.

«Розширення рамок планетарних кордонів для включення деоксигенації як межі [допоможе] зосередити ці зусилля».

Ця стаття була опублікована в журналі Nature Ecology & Evolution.